電流互感器故障分析及診斷

畢長(zhǎng)生，劉利斌，李雙勝，吳 港，周 明，袁 超，岳重辰

(國(guó)網(wǎng)遼寧省電力有限公司大連供電公司，遼寧 大連 116000)

0 引言

電流互感器在變電站內(nèi)數(shù)量較多，是確保系統(tǒng)正常運(yùn)行的關(guān)鍵設(shè)備。若電流互感器出現(xiàn)故障，將引起斷路器跳閘，甚至演變?yōu)橥ｋ娛录瑢?duì)電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響。以一起66 kV變電站主變低壓側(cè)電流互感器故障引發(fā)的主變差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作事件為例，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢查、試驗(yàn)復(fù)核和解體研究，分析診斷了故障發(fā)生的原因，提出了預(yù)防同類型故障的建議。

1 故障分析及診斷

1.1 現(xiàn)場(chǎng)基本狀況

2020年9月，某運(yùn)行中66 kV變電站的后臺(tái)機(jī)報(bào)警，顯示2號(hào)主變第二套縱差保護(hù)動(dòng)作，2號(hào)主變高低壓側(cè)斷路器均跳閘，分段備自投動(dòng)作，分段斷路器合閘，未損失負(fù)荷。變電運(yùn)維人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后對(duì)所有相關(guān)設(shè)備進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)外觀異常、異物搭掛、焦糊氣味和放電跡象。變電檢修人員到達(dá)現(xiàn)場(chǎng)后檢查發(fā)現(xiàn)，2號(hào)主變第一套保護(hù)未檢測(cè)到差流，僅后備保護(hù)啟動(dòng)，但啟動(dòng)后未達(dá)到延時(shí)設(shè)定值，第二套保護(hù)檢測(cè)到差流并跳開主變兩側(cè)斷路器。

1.2 故障原因分析

保護(hù)裝置定值設(shè)置如表1所示，低壓側(cè)電流互感器參數(shù)如表2所示。經(jīng)檢查，定值設(shè)置無(wú)誤，采樣精度試驗(yàn)、比率制動(dòng)、差動(dòng)試驗(yàn)及二次諧波制動(dòng)試驗(yàn)結(jié)果良好。主變低壓側(cè)電流互感器二次側(cè)接線經(jīng)復(fù)核，端子的外部接線方式正確無(wú)誤。

表1 2號(hào)主變保護(hù)定值

表2 電流互感器參數(shù)

通過(guò)對(duì)差動(dòng)保護(hù)數(shù)據(jù)及波形的分析發(fā)現(xiàn)：第二套保護(hù)裝置主變低壓側(cè)電流互感器A相測(cè)量值存在分流現(xiàn)象。為了進(jìn)一步驗(yàn)證分流情況，自主變低壓側(cè)電流互感器一次側(cè)A，B兩相加電流30 A，結(jié)果可知：第一套保護(hù)裝置結(jié)果正確，A相結(jié)果為0.100 A，B相結(jié)果為0.099 A；第二套保護(hù)裝置B相結(jié)果為0.098 A，而A相結(jié)果為0.049 A。因此，初步判斷A相電流互感器出現(xiàn)故障。

在電流互感器二次側(cè)1S1-1S2加約5 A測(cè)試電流，發(fā)現(xiàn)第二套保護(hù)裝置出現(xiàn)少量電流。為進(jìn)行對(duì)比，在第一套保護(hù)裝置上直接加約5 A測(cè)試電流，此時(shí)第二套保護(hù)裝置無(wú)電流出現(xiàn)，證明跨過(guò)電流互感器的二次接線無(wú)誤。對(duì)主變低壓側(cè)電流互感器進(jìn)行了耐壓和局放試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果符合規(guī)程要求。將A相電流互感器接線單元的外部接線拆除后對(duì)電流互感器進(jìn)行了相間絕緣試驗(yàn)，結(jié)果顯示A相電流互感器1S2與2S1間絕緣電阻值為0，表明電流互感器的上述兩個(gè)接線單元間已完全擊穿。由于絕緣擊穿的發(fā)生，第二套保護(hù)裝置主變低壓側(cè)電流互感器A相測(cè)量值出現(xiàn)分流現(xiàn)象，無(wú)法正確取值。差動(dòng)保護(hù)動(dòng)作前第一套保護(hù)主變低壓側(cè)電流互感器量值為8.021 A，而第二套保護(hù)主變低壓側(cè)電流互感器測(cè)量值為4.171 A，與實(shí)際情況產(chǎn)生3.850 A的誤差，折算后與主變高壓側(cè)電流互感器測(cè)量值產(chǎn)生差流3.217 A，大于整定值，致使保護(hù)動(dòng)作。

干線公路項(xiàng)目施工過(guò)程中的質(zhì)量安全風(fēng)險(xiǎn)管理問(wèn)題探析………………………………………………………… 李梅（4-229）

1.3 故障診斷

對(duì)故障電流互感器進(jìn)行解體，通過(guò)觀察解體后的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和工藝情況，判斷故障根源如下：在制造電流互感器的過(guò)程中，需將導(dǎo)線采用漆包線形式引出，臨近接線端子位置時(shí)將漆膜去除后通過(guò)錫焊連接到二次接線端子，由于引線漆膜去除的長(zhǎng)度較大，盡管產(chǎn)品在引線位置采用了專用絕緣管進(jìn)行防護(hù)，但是受產(chǎn)品體積限制，加之漆包線去除和裝模環(huán)節(jié)均為人工操作，裝模過(guò)程中造成二次引線間距離較近，致使絕緣裕度過(guò)小。運(yùn)行一段時(shí)間后，在電流持續(xù)作用下二次繞組絕緣劣化，導(dǎo)致二次繞組之間出現(xiàn)絕緣擊穿，進(jìn)而引發(fā)了本次事件。

2 故障處理

對(duì)同一間隔的B，C兩相電流互感器進(jìn)行排查，確認(rèn)安裝方式和接線情況正確，重新開展交接試驗(yàn)，確認(rèn)試驗(yàn)結(jié)果滿足規(guī)程要求后留用。緊急調(diào)用了技術(shù)參數(shù)相同但不同生產(chǎn)批次的電流互感器，在各項(xiàng)交接試驗(yàn)合格后投入使用，將站內(nèi)設(shè)備恢復(fù)至正常運(yùn)行方式，目前運(yùn)行情況穩(wěn)定。

3 建議和預(yù)控措施

結(jié)合以上故障案例，給出以下幾點(diǎn)建議：

(1) 設(shè)備制造廠商應(yīng)加強(qiáng)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的工藝管控，針對(duì)引線處理和裝模處理開展復(fù)檢工作，由質(zhì)檢人員嚴(yán)格把關(guān)，確保產(chǎn)品質(zhì)量。

(2) 在出廠試驗(yàn)環(huán)節(jié)，進(jìn)行線圈之間的耐壓試驗(yàn)時(shí)可以適當(dāng)提升試驗(yàn)電壓等級(jí)。

(3) 設(shè)備運(yùn)維管理單位應(yīng)合理安排檢修計(jì)劃，提前準(zhǔn)備備件，對(duì)同一批次的全部電流互感器逐一排查，對(duì)存在問(wèn)題的設(shè)備進(jìn)行換新處理。